基于DSP的永磁同步电机控制和保护研究

发布时间：2017-12-01 13:09

  本文关键词：基于DSP的永磁同步电机控制和保护研究

  更多相关文章： 永磁同步电机 直接转矩控制 转矩脉动 空间电压矢量 变限幅控制

【摘要】：永磁同步电机具有效率高、功率因数高和功率密度高等优点,应用越来越广泛。由于电力电子技术、传感器技术和微型计算机技术的进步,使永磁同步电机调速系统的性能越来越好。目前,矢量控制和直接转矩控制在永磁同步电机高性能控制的场合使用较多。直接转矩控制只需要在静止坐标系上控制转矩和磁链,不需要复杂的旋转坐标变换和精确的转子位置信息,控制算法简单,具有良好的静态和动态性能,更易实现电机的无速度传感器运行。因此研究永磁同步电机直接转矩控制(DTC)具有理论和应用价值。本文首先介绍了永磁同步电机DTC控制的研究现状并分析了正弦波永磁同步电机和方波永磁同步电机的数学模型。然后利用Matlab/Simulink仿真软件分别对正弦波永磁同步电机传统DTC和SVM-DTC方案进行了仿真分析,结果表明DTC方案存在磁链和转矩脉动大的缺点,而SVM-DTC方案的PI参数整定比较复杂。经过深入分析研究,提出了一种改进的基于空间电压矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制(PMSM SVM-DTC)方案,这种新方案采用了变限幅控制。仿真结果证明了新方案是一种可行的控制方法,其变限幅单元可以有效避免2个PI调节器参数的繁琐调试,有利于系统的设计和实现。对无刷直流电机磁链和转矩的变化规律进行了分析,在此基础上提出了无刷直流电机无磁链闭环控制DTC控制方案,该方案省去了磁链环,更易实现。用Matlab/Simulink仿真软件对系统的稳态和动态性能进行了仿真分析。仿真结果证明了新方案的可行性和正确性。最后,以德州仪器出品的DSP TMS320F28335为核心控制器件,设计了电机通用实验平台,并对该平台涉及的软硬件以及保护方式的设计进行了详细的说明。该实验平台采用先进的余度控制,通过12路霍尔电路可以同时拖动两台电机运转,在系统故障时能够有效排除故障,保证系统正常运行。安装和调试了该实验平台的主电路和控制保护系统。对系统的保护功能及正弦波永磁同步电机传统DTC控制方案进行了初步的实验验证。实验结果证明了该平台的可靠性,验证了永磁同步电机传统DTC的性能。
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱海云;;同步电机的调频同步启动[J];中国设备工程;2007年04期

2 许峻峰;张朝阳;冯江华;王志民;伍理勋;郭淑英;;电动公交车用永磁同步电机实验研究[J];大功率变流技术;2008年06期

3 ;贝加莱隆重推出8LT系列三相同步电机[J];自动化仪表;2008年07期

4 ;贝加莱推出8LT系列三相同步电机[J];电机与控制应用;2008年07期

5 薛薇;郭彦岭;陈增强;;永磁同步电机的混沌分析及其电路实现[J];物理学报;2009年12期

6 李岩;;对《降低同步电机总装下线率》成果的评价[J];中国质量;2009年11期

7 唐丽婵;齐亮;;永磁同步电机的应用现状与发展趋势[J];装备机械;2011年01期

8 岳明;;永磁同步电机的快速启动方案设计[J];电子测量技术;2011年04期

9 董磊;马文忠;胡慧慧;;同步电机并网发电实验装置的开发[J];实验科学与技术;2012年04期

10 陆华才;;永磁同步电机无位置传感器控制介绍[J];电机技术;2012年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 黄明星;叶云岳;范承志;;复合永磁同步电机的设计与分析[A];2006年全国直线电机学术年会论文集[C];2006年

2 刘贤兴;霍群海;;优化的永磁同步电机滑模变结构控制仿真[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年

3 张瑜;路尚书;李崇坚;赵晓坦;李凡;段巍;安虹;雷鸣;;三电平同步电机转子磁场定向控制系统介绍[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年

4 张瑜;路尚书;李崇坚;赵晓坦;李凡;段巍;安虹;雷鸣;;三电平同步电机转子磁场定向控制系统介绍[A];2008全国第十三届自动化应用技术学术交流会论文集[C];2008年

5 王本振;柴凤;程树康;;径向和切向结构永磁同步电机的性能研究[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年

6 尹忠刚;钟彦儒;张瑞峰;曹钰;;永磁同步电机无速度传感器新颖控制策略综述[A];第三届数控机床与自动化技术专家论坛论文集[C];2012年

7 孙永海;刘建明;高建民;;一起同步电机不能拖动负载的故障探讨[A];鲁冀晋琼粤川辽七省金属（冶金）学会第十九届矿山学术交流会论文集（机械电气卷）[C];2012年

8 王丽梅;;电动汽车永磁同步电机控制器硬件设计[A];西南汽车信息：2011年上半年合刊[C];2011年

9 龙晓军;于双和;杨振强;杜佳璐;;基于自抗扰技术的永磁同步电机调速方法[A];2011年中国智能自动化学术会议论文集（第一分册）[C];2011年

10 朱洪成;谢宝昌;;独立变桨永磁同步电机设计[A];第十八届中国小电机技术研讨会论文集[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 张永法;F2TP永磁同步电机掀起节能革命[N];中国纺织报;2007年

2 罗晖;尤尼康欲领航国产高端变频器市场[N];科技日报;2008年

3 世淮;变频器发展趋势浅析[N];中国电力报;2006年

4 杨雄飞;轧机高效传动技术[N];世界金属导报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 孙静;混合动力电动汽车驱动系统优化控制策略研究[D];山东大学;2015年

2 邱鑫;电动汽车用永磁同步电机驱动系统若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

3 唐校;基于60°坐标系SVPWM的永磁同步电机高效率直接转矩控制研究[D];华南理工大学;2015年

4 陈星;车用机电复合传动系统机电耦合非线性振动研究[D];北京理工大学;2015年

5 曹海川;电感集成式高速无槽永磁同步电机的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 史婷娜;低速大转矩永磁同步电机及其控制系统[D];天津大学;2009年

7 王松;永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D];北京交通大学;2011年

8 严欣平;无轴承永磁同步电机电磁设计与控制策略研究[D];重庆大学;2008年

9 江善林;高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算[D];哈尔滨工业大学;2010年

10 张辉;永磁同步电机变频驱动鲁棒控制策略研究[D];中国矿业大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郭彦岭;永磁同步电机的混沌控制研究[D];天津科技大学;2010年

2 曾文涛;基于DSP的永磁同步电机无位置传感器控制技术研究与开发[D];华南理工大学;2015年

3 严沛权;永磁同步电机的矢量控制系统研究[D];华南理工大学;2015年

4 王洪杰;基于DSP的永磁同步电机无传感器控制系统研究[D];天津理工大学;2015年

5 陶泽昊;基于磁通观测器的永磁同步电机速度跟踪控制策略研究[D];燕山大学;2015年

6 田永新;车用永磁同步电机驱动控制系统研究与设计[D];天津理工大学;2015年

7 焦山旺;具有容错能力的永磁电机矢量控制系统的研究[D];江南大学;2015年

8 成传柏;内置式永磁同步电机模糊PI弱磁算法研究[D];湖南工业大学;2015年

9 石敏;永磁同步电机高性能弱磁控制策略的研究[D];湖南工业大学;2015年

10 张仕聪;永磁同步电机驱动平面欠驱动2R机械臂的非线性动力特性研究[D];西南交通大学;2015年

，

本文编号：1241196